Temperature stability of ultra-thin mixed BaSr-oxide layers and their transformation
Temperature stability of ultra-thin mixed BaSr-oxide layers and their transformation
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超薄混合BaSr氧化物层的温度稳定性及其转变
DOI：
10.1088/0957-4484/23/30/305202
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
K.R. Hofmann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D. Müller-Sajak;S. Islam;H. Pfnür;K.R. Hofmann
在研究Si（100）衬底上超薄Sr0.3Ba0.7O外延层和单晶Sr0.3Ba0.7O的物理、化学和电学性质的同时，我们还用X射线光电子能谱（XPS）、电子能量损失谱（EELS）和低能电子衍射（LEED）研究了它们的热稳定性。在400 ℃以上的温度下，开始转变成硅酸盐层。完全转化后的化学计量被确定为接近（Ba 0.8 Sr 0.2）2 SiO4除了只有几个单层的层，其中硅酸盐不是化学计量。有强烈的迹象表明，这种硅酸盐是稳定的，直到它在750 ℃以上的温度下解吸。结晶度，如LEED所示，在这种转变过程中丢失。虽然转化成硅酸盐与金属解吸和层的致密化相结合，但它们似乎保持封闭。此外，层解吸后，在Si界面处检测到微量的Ba硅化物。这种硅化物不能热解吸。对于3ML厚度，硅酸盐层已经具有5.9± 0.2eV的带隙。在暴露于空气时，不可逆地形成含碳和氧的物质，但不形成氢氧化物。
In the context of investigations of physical, chemical and electrical properties of ultra-thin layers of epitaxial and monocrystalline Sr 0.3 Ba 0.7 O on Si (100), we also investigated their thermal stability with x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electron energy loss spectroscopy (EELS), and low energy electron diffraction (LEED). At temperatures above 400 C, transformation into silicate layers sets in. The stoichiometry after complete transformation was determined to be close to (Ba 0.8 Sr 0.2) 2 SiO 4 except for layers of only a few monolayers, where the silicate is not stoichiometric. There are strong indications that this silicate is stable until it desorbs at temperatures above 750 C. Crystallinity, as seen with LEED, is lost during this transformation. Although transformation into silicate is coupled with metal desorption and compactification of the layers, they seem to remain closed. In addition, traces of Ba silicide at the Si interface were detected after layer desorption. This silicide cannot be desorbed thermally. The silicate layer has a bandgap of 5.9±0.2 eV already for 3 ML thickness. Upon exposure to air, carbon and oxygen containing species, but no hydroxide, are formed irreversibly.
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